74ls290实现电子时钟电路设计方案详解

电子钟亦称数显钟（数字显示钟），是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械时钟相比，直观性为其主要显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石英机芯驱动，更具准确性。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。

相对于其他时钟类型，它的特点可归结为“两强一弱”：比机械钟强在观时显著，比石英钟强在走时准确，但是它的弱点为显时较为单调。电子钟更为方便快捷，实用。本文介绍74ls290实现电子时钟电路的设计方案详解。

总电路图设计思路

多功能数字钟是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。它由振荡器、分配器、计数器、译码器和显示电路组成。振荡器与分配器组成秒脉冲输出装置，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器计满60后触发时计数器点路，当计满24小时候又开始下一轮的循环计时。

通过校时电路可以对分和时进行校时。且计时过程具有报时功能，当时间到达整点前5秒蜂鸣器每秒响1次，当到达整点时再响高音一次。

闹钟电路通过设置目标时间，与计时电路进行比较，相同则输出电信号发出报警。

系统设计框图

单元电路设计

1、递增计数器

（1）递增计数器的设计

这一部分电路采用中规模集成电路74ls290实现加法的计数，由课题得知需要60进制以及24进制计数器。由74290功能得知，将CP0和Q3相连，计数脉冲由CP1输入得到8421BCD码十进制计数功能。

如要得到60进制加数器，需要将一个74290接成7进制组成十位，一个74290接成10进制组成个位并且将个位的Q3端接到十位的CP0。下图为6进制接法

（2）60进制递增计数器的电路图

加法计数器

2、秒、分、时计时器

这一部分电路采用中规模集成电路74ls290组成的加数器实现秒、分、时的计数，其中秒、分、时为六十进制，时为二十四进制。从图二可以看出秒、分两组六十进制计数电路完全相同。当计数到59时，再来一个脉冲变成00，然后再重新开始计数。利用异步清零反馈到CR端而实现个位十进制，十位六进制的功能。

时计数器分为二十四进制，当开始计数时，各位按十进制计数，当计到23时，这时再来一个脉冲，应该回到0。所以这里必须使个位既能完成十进制计数，又能在高低位满足23这一数字后，时计数器清0，图中使用了十位的2和个位的4相与非后再清0。其电路图如下所示

秒、分、时计数器

3.闹钟系统及其显示

闹钟由可调时、分显示器，4个74290芯片，3个4077芯片和两个7421芯片的电路构出时钟的多功能部分。其中，四个74290和四个显示器构成定时闹钟的显示部分（调时部分可以由开关3、4直接控制电路与振荡器的连接来实现）；4077芯片的作用是比较实际时钟部分与闹钟部分的输出数据是否一致，再由两个7421芯片校验作最后校验，当全部输出对比为真时，则发光二极管亮起来，实现定时闹钟功能

其电路图如下所示：

闹钟电路图

4.调时、调分电路

如电路图（全图），将时、分电路的计数器直接接到振荡器，再分别由开关“1”及“2”控制电路的接通与断开，实现调时、调分。

总电路图

总电路图设计如图所示